[教学目标]
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巩固和应用本章知识。提高综合分析能力和解决实际问题的能力。
[
教学过程]
1．化学平衡常数K表示反应进行的程度
（1）K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。
（2）K值不随浓度的改变而改变，但随着温度的改变而改变。
2．化学平衡的移动
（1）勒沙持列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强和温度等），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。其中包含：①影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种；②原理的适用范围是只有一项条件变化的情况（温度或压强或一种物质的浓度），当多项条件同时发生变化时，情况比较复杂；③平衡移动的结果只能减弱（不可能抵消）外界条件的变化。
（2）平衡移动就是一个“平衡状态→不平衡状态→新的平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变后，可能发生平衡移动。可总结如下：
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（3）平衡移动与转化率的变化：不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来。具体分析可参考下表：
|
反应实例 |
条件变化与平衡移动方向 |
达新平衡后转化率变化 |
|
2SO
2
+O
2
2SO 3 （气）+热 |
增大O 2 浓度，平衡正移 |
SO 2 的转化率增大，O 2 的转化率减小 |
|
增大SO 3 浓度，平衡逆移 |
从逆反应角度看，SO 3 的转化率减小 |
|
|
升高温度，平衡逆移 |
SO 2 、O 2 的转化率都减小 |
|
|
增大压强，平衡正移 |
SO 2 、O 2 的转化率都增大 |
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|
2NO
2
（气）
|
体积不变时，无论是加入NO 2 或者加入 N 2 O 4 |
NO 2 的转化率都增大（即新平衡中N 2 O 4 的含量都会增大） |
|
2HI
|
增大H 2 的浓度，平衡逆移 |
H 2 的转化率减小，I 2 的转化率增大 |
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增大HI的浓度，平衡正移 |
HI的转化率不变 |
|
|
增大压强，平衡不移动 |
转化率不变 |
例1 在恒温恒容的容器中进行反应H
2
（A）等于18s （B）等于12s （C）大于18s （D）小于18s
[思路分析] 氢分子分解成氢原子的变化，同样可以用化学反应速率规律进行分析研究。这道题无法准确计算，但可以根据化学反应速率知识用数学估算法快速解答。从0.1 mol·L -1 降到0.06 mol·L -1 需20s，这段时间内的平均反应速率为
若由0.06mol/L降到0.024 mol·L
-1
所需时间为
t
，由于起始浓度减小，反应速率减慢，必有：
t
>
[答案]C。
例2 为了进一步提高合成氨的生产效益，科研中最有开发价值的是（ ）。
（A）寻求H 2 的新来源 （B）研制耐高温高压的新材料合成塔
（C）研制低温下活性较大的催化剂 （D）研制高温下活性较大的催化剂
[思路分析]合成氨反应：N
2
+3H
2
大家知道，目前工业上采用的合成氨反应条件是高温（500℃）、高压（200~300atm）、催化剂。选择500℃主要考虑到该温度下催化剂活性最大，有利于合成氨反应保持足够的反应速率，而从转化率角度看，温度越低越有利。选择高压有两方面作用，一是提高反应速率、二是提高转化率。所以从实际生产角度出发，若能找到一种较低温度下就具有催化活性的催化剂，既有利于提高转化率，又可保持较大的反应速率，所以这是一个最有开发价值的科研方向。
[答案]C。
例3 已知：氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡
Ca(OH)
2
(固)
在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO 2 、O 2 、N 2 、CO 2 等。为了除去有害气体SO 2 并变废为宝，常常用粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气，反应产物为石膏。
（1）写出上述两个反应的化学反应方程式：
SO 2 和CaCO 3 悬浊液反应_____________________；
SO 2 和Ca(OH) 2 悬浊液反应_________________________。
（2）说明用熟石灰的悬浊液（而不用澄清石灰水）洗涤废气的理由：_______________。
（3）在英国进行的一个研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地表面SO 2 的浓度。在二十世纪的60~70年代的十年间，由发电厂排放出的SO 2 增加了35%，但由于建造高烟囱的结果，地面SO 2 的浓度降低了30%之多。
请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取？________________。
[思路分析]（1）题中告诉我们反应产物为“石膏”，所以要注意不能写成产物是亚硫酸钙的反应式。实际上，无论用碳酸钙悬浊液还是熟石灰悬浊液，反应中应包含两个过程：一是SO 2 与之反应生成亚硫酸钙，再是亚硫酸钙被氧气氧化生成硫酸钙。
（2）这里要注意，工业生产的实际是要吸收大量的SO 2 废气，而氢氧化钙微溶于水，澄清石灰水中氢氧化钙浓度小，不利于吸收大量的SO 2 。
（3）增加烟囱的高度，只能降低地表面的SO 2 的浓度，不能消除SO 2 。
[答案]（1）反应式为：
2SO 2 +2CaCO 3 +O 2 +4H 2 O=2[CaSO 4 ·2H 2 O]+CO 2 ↑
2SO 2 +2Ca(OH) 2 +O 2 +2H 2 O=2[CaSO 4 ·2H 2 O]
（2）氢氧化钙微溶于水，澄清石灰水中氢氧化钙浓度小，不利于吸收大量的SO 2 。用悬浊液来吸收，由于溶解平衡的移动，可以大量吸收SO 2 。
（3）不可取，因为SO 2 的排放总量没有减少，所以进一步形成的酸雨仍会造成对全球环境的危害。
例4 高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：
FeO(固)+CO(气)
其平衡常数可表示为K=[CO 2 ]/[CO]，已知1100℃时K=0.263。化学平衡常数只与温度有关，不随浓度和压强的变化而变化。
（1）温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO 2 和CO的体积比值____，平衡常数K值_____（本小题空格均备选：增大、减小或不变）
（2）1100℃时测得高炉中 c (CO 2 )=0.025 mol·L -1 ， c (CO)=0.1mol·L -1 ，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态____(选填“是”或“否”)，此时，化学反应速率是υ 正 ___υ 逆 （选填大于、小于或等于），其原因是___________。
[思路分析]（1）反应的正方向是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，所以平衡常数K=[CO 2 ]/[CO]要增大。
（2）平衡时，二氧化碳、一氧化碳的浓度比值等于平衡常数，若比值不等于平衡溶液，就处于非平衡状态。将 c (CO 2 )=0.025 mol·L -1 ， c (CO)=0.1mol·L -1 代入可得：
所以此时不是平衡状态，为了使浓度值等于平衡常数，二氧化碳浓度将增大，一氧化碳浓度将减小。所以，平衡将向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率。
[答案]（1）增大，增大；（2）否，大于，此时[CO 2 ]/[CO]<0.263，因温度不变，K值不变，为增大[CO 2 ]/[CO]比值，需υ 正 >υ 逆 。
补充练习：
1．环境保护是我国的基本国策。在硝酸生产过程中，为消除对大气的污染，并变废为宝，常用于吸收尾气中氮氧化物的是（ ）。
（A）水 （B）稀硫酸 （C）活性炭 （D）烧碱溶液
2．你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源（ ）。
（A）①②③ （B）②③④⑤ （C）①③⑤ （D）①③④⑤
3．在合成氨生产过程中，为防止催化剂中毒用铜氨液法除去变换后的一氧化碳：
该吸收反应很难进行，则吸收反应的条件应为（ ）。
（A）10000Kpa，-70℃ （B）10000Kpa，10℃
（C）10000Kpa，80℃ （D）10Kpa，80℃
4．在配制氰化钾溶液时，有挥发性剧毒氢氰酸生成，为了阻止氢氰酸的生成可采用的最佳方法是（ ）。
（A）低温冷冻 （B）加入氢氧化钾 （C）加入盐酸 （D）加热
16．可逆反应2SO
2
（气）+O
2
（气）
（A）大于 （B）小于 （C）等于 （D）不能肯定
5．下列反应A+B = C+D反应速率最大的一组是（ ）。
（A）常温下，20mL含A和B各0.001mol
（B）常温下，100mL含A和B各0.01mol
（C）常温下，0.1mol/L的A和B溶液各10mL混合
6．若在透明的圆筒中装入NO 2 ，迅速压缩，就其发生变化来说，下列说法正确的是（ ）。
（A）颜色变深 （B）颜色变浅
（C）颜色不变 （D）先变深后慢慢变浅
7．如图所示，表示反应：
X（气）+Y（气）
（A）增大压强
（B）降温 （C）增大Z的浓度 （D）增大Y的浓度
8．一定条件下，在密闭容器里进行如下可逆反应：
S
2
Cl
2
(橙黄色液体)+Cl
2
(气)
（A）单位时间里生成 n mol S 2 Cl 2 的同时也生成 n molCl 2
（B）达到平衡时，若升高温度，压强不变，反应混合溶液颜色变浅
（C）达到平衡时，单位时间里消耗 n mol S 2 Cl 2 的同时也生成 n molCl 2
（D）其它条件不变，增加氯气，平衡向正反应方向移动，氯气的转化率一定升高
9．接触法制硫酸中，进入接触室的气体组成为（体积）：SO 2 7%，O 2 11%，N 2 82%。在一定条件下达到平衡时，二氧化硫的转化率为77%，则平衡时气体总体积是反应前的（ ）。
（A）38.5% （B）77% （C）6.4% （D）97.3%
10．把氮气和氢气以1:1物质的量比混匀后分成四等份，分别同时充入A、B、C、D四种装有催化剂的真空密闭容器中（容器的容积固定），在保持相同温度的条件下，四个容器中的合成氨反应相继达到化学平衡状态。分析表中实验数据后回答问题（用A、B、C、D填写）：
|
容器代号
|
A
|
B
|
C
|
D
|
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平衡时混合物的平均分子相对质量
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16
|
17
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平衡时N
2
的转化率
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20%
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|
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|
平衡时H
2
的转化率
|
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30%
|
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（1）都达到平衡时，_____容器中NH
3
的物质的量所占比例最大。
（2）达到平衡所需时间最长的容器代号是________。
（3）四个容器容积由小到大的排列次序是_______。
11．在一定条件下，NO 2 和SO 2 很容易发生反应生成NO和SO 3 气体，该反应为不可逆反应。现将NO和SO 2 的混合气体通入容积为100mL的密闭容器中，充满后用带有导管的塞子密封，再向其中通入氧气，使发生反应（忽略NO 2 与N 2 O 4 的转化式。
（1）欲保持容器中压强不变，则通入氧气的体积 V ( mL)的大小范围应为______________。
（2）若要使最后容器中只含有NO 2 和SO 3 两种气体，则需通入氧气的体积是_______mL。
（3）若向容器中通入40mL氧气后才出现红棕色，且不再褪色，则原混合气体中NO的体积为________________________mL。
12．在物理和化学中，有些原理、定律具有相似性。如物理中有机械守恒定律，化学中有质量守恒定律。比较它们有助于我们的学习。
（1）1834年，物理学家楞次（1804~1865）概括了各种实验结果，得到如下结论：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起电流的磁通量的变化。这就是楞次定律。
请写出与楞次定律相似的化学原理或定律：____________，其内容是：_____________。该原理在______________等工业生产中有重要应用。
（2）在物理学的匀变速直线运动中常用图来分析速度、时间和位移的关系。时间 t 时质点的位移相当于下图甲中阴影部分所占的面积。现在容积为2L的密闭容器中进行某一可逆反应：
A（气）+2B（气）
其中B物质的正反应速率
补充练习答案：
1D，2C，3B，4B，5C，6D，7BD，8A，9D，
10．（1）A，（2）C，（3）ADBC。
11．（1）0<
V
<50mL。（2）50。（3）20。
12．（1）勒沙特列原理（或平衡移动原理）；如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动；合成氨。